1、前言
我國各地日漸增多的灰霾天氣給人們生活健康帶來(lái)不可估量的影響，由此PM2.5引起了社會(huì )的廣泛關(guān)注。PM2.5產(chǎn)生的主要來(lái)源，是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)尾氣排放等過(guò)程中經(jīng)過(guò)燃燒而排放的殘留物?，F階段，我國90%的電能來(lái)自于火力發(fā)電，而火力發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)需要燃燒大量煤炭，燃煤電廠(chǎng)要工業(yè)鍋爐產(chǎn)生的大氣污染物已成為大氣污染的主要來(lái)源?！痘痣姀S(chǎng)大氣污染物排放標準》 ( GB 13223-2011) 規定燃煤電廠(chǎng)粉塵排放限值 30 mg/m3，而對于重點(diǎn)地區燃煤電廠(chǎng)粉塵排放限制降至20 mg/m3，單純的干式電除塵器已經(jīng)很難滿(mǎn)足該排放要求。
隨著(zhù)人們對火力燃煤電廠(chǎng)及工業(yè)鍋爐微細顆粒物( 包括PM2.5粉塵、SO3酸霧及氣溶膠等)、重金屬汞、揮發(fā)性有機化合物等復合污染物排放的日益重視，這些符合污染物的治理也成為國際社會(huì )廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)，發(fā)達國家已經(jīng)對 PM2.5微細顆粒物汞的排放進(jìn)行了嚴格的限制。據國外PM2.5治理先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗，濕式靜電除塵器對酸霧、有毒重金屬以及PM10，尤其是PM2.5的微細粉塵有良好的脫除效果，可以使用濕式靜電除塵器來(lái)控制電廠(chǎng)的SO3酸霧，具有聯(lián)合脫除PM2.5、酸霧和重金屬汞及其氧化物等符合污染物的前景。 此外，濕式靜電除塵技術(shù)作為一種終端精處理技術(shù)，不僅在燃煤電廠(chǎng)，還在燃煤鍋爐、化工、冶金等領(lǐng)域具備廣泛的應用前景，將產(chǎn)生巨大的社會(huì )和經(jīng)濟效益。
2 濕式電除塵技術(shù)特點(diǎn)
2.1技術(shù)原理
濕式電除塵器和與干式電除塵器的收塵原理相同，都是靠高壓電暈放電使得粉塵荷電，產(chǎn)生大量電子和離子，在電場(chǎng)力的作用下向兩極移動(dòng)過(guò)程中，碰撞到煙氣中的粉塵顆粒使其荷電，荷電粉塵在電場(chǎng)力作用下與氣流分離向極板或極線(xiàn)運動(dòng)，荷電粉塵到達極板或極線(xiàn)時(shí)由靜電力吸附在極板或極線(xiàn)上，從而使煙氣凈化。但在對集塵板上捕集到的粉塵清除方式上WESP與DESP有較大區別，干式電除塵器一般采用機械振打或聲波清灰等方式清除電極上的積灰，而濕式電除塵器則采用沖刷液沖洗電極，在極板上形成連續的液膜，使粉塵隨著(zhù)沖刷液的流動(dòng)而清除。
 2.2主體結構
濕式靜電除塵器主要由進(jìn)出口煙道、除塵器殼體、導流板、整流格柵、陽(yáng)極收塵板、陰極線(xiàn)、絕緣箱、沖洗水系統、電源及控制系統等組成。
2.3技術(shù)特點(diǎn)
濕式電除塵器具有除塵效率高、壓力損失小、操做簡(jiǎn)單、能耗小、無(wú)運動(dòng)部件、無(wú)二次揚塵、維護費用低、生產(chǎn)停工期短、可工作于煙氣露點(diǎn)溫度以下、由于結構緊湊而可與其它煙氣治理設備相互結合、設計形式多樣化等優(yōu)點(diǎn)。其與干法電除塵相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、濕式靜電除塵器利用水處理被收集的粉塵，其不受高比電阻粉塵的影響，可達到很高的除塵效率(濕式靜電除塵器出口含塵量有可能≤1mg/Nm3)。
2、在不利條件下，濕式靜電除塵器對粉塵的收集比干式靜電除塵器更能適用對氣體凈化過(guò)程和性能方面程度要求很高的產(chǎn)業(yè)。
3、放電極采用獨特的形狀和安裝方法，不會(huì )由于振動(dòng)或腐蝕而損壞。
4、采用特定形式的電極及最佳的噴嘴排列，使其達到最有效的清洗效果。
5、電極上無(wú)堆塵。
6、無(wú)運動(dòng)部件、基本沒(méi)有易損件。
7、無(wú)二次揚塵。
除此之外，采用濕式電除塵器脫除煙氣中的汞對于燃燒高硫煤或低硫煤的的電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，是一項極富前景的控制汞排放的方式。煙氣中的汞如果以水溶性的氧化物形式存在就可以直接以顆粒物形式脫除，而如果以元素汞形式存在就可以被吸附劑吸附后再間接脫除。
表1 ESP干法電除塵與WESP濕法電除塵技術(shù)的比較
3 濕式電除塵應用于火電污染物治理
濕式電除塵技術(shù)是去除PM2.5的最有效手段，是當前國際領(lǐng)先水平的除塵環(huán)保技術(shù)，在歐美等世界發(fā)達國家有數百個(gè)項目應用濕式靜電除塵技術(shù)，有效地除去煙氣中的PM2.5粉塵。
基于濕式電除塵在脫除PM2.5方面具有的獨特優(yōu)勢，在引進(jìn)技術(shù)的基礎上，結合我國燃煤及發(fā)電行業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)，凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰鹃_(kāi)展了濕式電除塵器的技術(shù)研發(fā)工作，并自主設計制造了國內領(lǐng)先的濕式電除塵器試驗平臺、除塵系統試驗平臺、理化分析試驗臺、CFD數值模擬仿真研究室等試驗研究平臺，實(shí)施濕式靜電除塵器關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。
在濕法脫硫之后控制PM2.5、控制SO3酸霧、脫除汞等重金屬，一方面取消了振打，避免了粉塵的二次飛揚，可將煙塵排放濃度控制在5mg/m3以下，也就是大大降低了PM2.5;另一方面還可以對SO3酸霧、汞等重金屬進(jìn)行有效控制。在電除塵器內部通過(guò)噴霧增濕，荷電后的SO3酸霧在靜電凝聚作用下粒徑增大，被捕集于極板并與水膜形成稀酸，去除效率可達95%以上。同時(shí)，基于電除塵器內部過(guò)飽和環(huán)境和靜電脫除效應，對煙氣中顆粒汞、氧化汞的脫除效率高達60%以上。以下為濕式電除塵在火電行業(yè)的實(shí)際應用情況：
某電廠(chǎng)300MW燃煤發(fā)電機組尾部煙氣處理采用石灰石—石膏濕法全煙氣脫硫，一爐一塔系統配置，脫硫系統未設置GGH。濕式電除塵器系統投運前電除塵器除塵效率為98.69%;出口煙塵濃度為392.8mg/ Nm3，超出環(huán)保標準排放限值要求。濕式電除塵器系統投運后機組滿(mǎn)負荷工況，除塵器進(jìn)口煙塵濃度30004mg/m3(標態(tài)、干基)條件下，達到如下效果：
1、煙囪入口總固體顆粒排放質(zhì)量濃度平均值為18.5mg/m3(標態(tài)、干基)，低于重點(diǎn)地區大氣污染物特別排放限值20mg/m3(標態(tài)、干基)的要求;
2、機組煙囪入口液滴排放質(zhì)量濃度平均值為13.46mg/m3(標態(tài)、干基)，符合設計指標—液滴排放質(zhì)量濃度≦20mg/m3(標態(tài)、干基)的要求;
3、煙囪出口煙氣帶水和“石膏雨”問(wèn)題得到質(zhì)的改善，裝置出口2.5μm粒徑以上細顆?；就耆摮?，出口細顆粒物數量上以0.07~0.8μm 細顆粒物居多;
4、 裝置脫酸效果顯著(zhù)，煙囪冷凝酸性液體量降低大于70%，冷凝液中H+離子濃度降低約60%，煙囪腐蝕壓力大力減緩;
5、 設備正常運行時(shí)，平均電耗130KWh，水耗率為零。
4 結語(yǔ)
隨著(zhù)大氣污染物尤其是排放標準的日趨嚴格，PM2.5的治理已提到議事日程 ，研究開(kāi)發(fā)適合中國國情、經(jīng)濟可靠、治理效率高的技術(shù)和設備勢在必行。濕式電除塵作為一種高效治理復合污染物(尤其是PM2.5)具有強大的經(jīng)濟技術(shù)優(yōu)勢，國外 WESP 在電廠(chǎng)已經(jīng)具有近 30 年的應用歷史，且有近 50 套 WESP 應用于美國歐洲及日本的電廠(chǎng)?？梢灶A見(jiàn)， 未來(lái)隨著(zhù)我國的粉塵及復合污染物排放法規的出臺，濕式電除塵將會(huì )在燃煤電廠(chǎng)、工業(yè)鍋爐煙氣治理等領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應用。
作者：凱天集團 周益輝 曾毅夫
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